[发明专利]一种基于交变电场的时栅角位移传感器

摘要

本发明公开了一种基于交变电场的时栅角位移传感器，包括测头基体和定盘基体两部分；测头基体下表面覆有内、外两圈均匀分布的电极；定盘基体上表面覆有内、外两圈均匀分布的电极，定盘内、外两圈电极的起始位置相差1/2电极圆心角；测头基体的下表面与定盘基体的上表面相对放置，并留有一定间隙δ，形成内、外两圈差动电容；测头基体与定盘基体同轴安装并可相对转动；定盘内、外两圈电极分别连接相位相差90°的正弦激励电压，测头内、外两圈电极分别产生的两路电场耦合信号合成为一路行波信号Uo，与相位固定的同频参考信号Ur整形后，进行比相；两路信号的相位差由插补的时钟脉冲表示，再通过变换得到角位移值。它功耗低，重量轻，分辨力高，成本低。

主权项

一种基于交变电场的时栅角位移传感器，包括测头基体（1）和定盘基体（2）两部分，其特征是：所述测头基体下表面覆有内、外两圈均匀分布的电极；所述定盘基体上表面覆有内、外两圈均匀分布的电极，定盘内圈电极（2‑1）的起始位置与定盘外圈电极（2‑2）的起始位置相差1/2电极圆心角，定盘内圈电极的奇数号电极连成一组，偶数号电极连成一组，两组电极组成一个A激励相，定盘外圈电极的奇数号电极连成一组，偶数号电极连成一组，两组电极组成一个B激励相；测头基体的下表面与定盘基体的上表面相对放置，测头基体的测头内圈电极（1‑1）与定盘内圈电极正对，测头基体的测头外圈电极（1‑2）与定盘外圈电极正对，并留有一定间隙δ，形成内、外两圈差动电容；测头基体与定盘基体同轴安装并可相对转动；定盘内圈的A激励相与定盘外圈的B激励相分别连接相位相差90°的等幅等频正弦激励电压Ua、Ub，测头内圈电极与测头外圈电极产生的两路电场耦合信号Uoa、Uob经加法电路合成为一路行波信号Uo，该行波信号与一路相位固定的同频率参考信号Ur经整形电路整形后，由比相电路进行比相；两路信号的相位差由插补的高频时钟脉冲个数表示，再经过标度变换得到测头基体相对于定盘基体的角位移值。